钢结构深化及二次设计

 钢结构要实现快速批量生产，关键性的一步就是高效准确快速的完成施工图深化和二次设计。成施工图深化和二次设计的方法很多，如国内外钢结构工厂深化主要采用荷兰的 Tekla Structures（即 xsteel）软件、而现场简单放样深化用 AutoCAD 就可，下面着重谈谈比较常用且简单易学的 AutoCAD 放样深化。 

1  Tekla Structures钢结构深化设计技术 

Tekla Structures 是 Tekla 公司出品的钢结构详图设计软件。它的功能包括 3D实体结构模型与结构分析完全整合、3D 钢结构细部设计、3D 钢筋混凝土设计、专案管理、自动 Shop Drawing、BOM 表自动产生系统。3D 模型包含了设计、制造、构装的全部资讯需求，所有的图面与报告完全整合在模型中产生一致的输出文件，与以前的设计文件使用的系统相较，Tekla Structures 可以获得更高的效率与更好的结果，让设计者可以在更短的时间内做出更正确的设计。Tekla Structures 有效地控制整个结构设计的流程，设计资讯的管理透过共享的 3D 介面得到提升。 

Tekla Structures 的 3D 钢结构模型包含制作和构造所需的全部信息，可随时生成详细的图纸和报表，极大地提高了总体生产效率，其智能化确保了建模的高效和准确，错误可以减小到最低程度。通过三维模型的查阅浏览和检查，校审人员的工作量大大减轻，只要确认关键的安装尺寸和型钢规格，就可以确保整套设计文件的正确性。

另外还可以准确的生成料单，满足了现在大型项目的提前订货周期的要求。其在国内大型钢结构工程中的运用见下图。如果在精力允许情况下，可好好学习下，这可极大地提供工作效率和避免出错率。 

     

2  AutoCAD放样深化技术 

2.1  梁柱拼接排版深化 

a）梁柱拼接排版原则 

    梁柱拼接前应进行排版，班组的排版图必须并经专业工程师复核后方可下料，排版原则为（具体要求按设计图纸）： 

    框架柱在同一水平面拼接接头的数量不得超过柱子总数的 50%；拼接接头之间至少应错开 500mm 以上，接头应在本层楼板面以上 1.5m 到上层楼板面以下 1.5m 范围内，如不能满足 1500mm 时可调整为 1000mm 以上；各柱每层接头均不得多于一处，同一根梁上接头不能多于一个；梁的拼接接头应位于 1/3～1/4 梁中范围内，当梁为铰接时，接头尽量往两端靠；为刚接时，往中间靠。 

    梁柱拼接时，接头位置一定要错开次梁或连系梁的位置，在这些位置有集中力，容易造成梁的破坏；同时当 H 型钢为焊接 H 型钢时，我们的拼接焊缝与型钢原有焊缝应满足翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不应小于 200mm，翼缘板拼接长度不应小于2 倍板宽；腹板拼接宽度不应小于 300mm，长度不应小于 600mm，同时主次梁避开原有焊缝。 

    具体排版要求可参见 SH/T 3507 。 

b）梁柱排版图的绘制方法 

    梁柱排版及部分构件深化设计可应用 CAD 来完成，采用 1：1 比例绘图，分图层绘图，便于修改、同时图上明了简洁。因 H 型钢的长度受热轧机具及运输条件制约，轧制 H 型钢一般为 12m（厂家也可根据订货要求提供≤12m的H型钢），焊接型钢一般不超过 18m，而框架结构中的柱子最高达 100m 以上，因而柱子必须用 H 型钢拼接，而梁拼接是为了接长或节省材料（如7m，而原材料 H 型钢为 12m，为避免材料浪费就必须排版拼接）。 

    梁柱拼接的原则为：熔透焊原则为等强度拼接，可放在任何位置；高强度连接（设计院一般为给出具体做法及拼接详图，而不必再进行排版）受节点板的影响不可能排在节点部分，拼接节点一般放在楼层标高以上 1m 的位置，同时要错过节点部位。如设计院要求为：“框架柱同一水平面拼接接头的数量不得超过柱子总数的 50%；拼接接头之间至少应错开 500mm 以上；接头应在本层楼板面以上 1.5m 到上层楼板面以下 1.5m 的范围内；各柱每层接头均不得多于一处。梁的拼接接头，每根梁不得多于一处。” 

    梁柱拼接的方法（以 H 型钢长度为 12m 为例）：先在图上将结构层（梁顶或柱顶标高）的各层标高线绘制在一张图纸上（按 1：1 绘图），再将 12m 的钢柱不断试排，最终得出最佳排版方案。根据以往施工经验，框架柱通常采用 45 度斜接法；管廊柱的层间距较小，很能满足上述要求，可采用平接，坡口熔透焊，腹板上背板加强；梁通常采用 45 度斜接，梁的拼接接头应位于 1/3～1/4 梁中范围内，当梁为铰接时，接头尽量往两端靠，为刚接时，往中间靠。梁柱的拼接方法及拼接原则按照设计院要求执行，如果有变更，必须取得监理及设计院的书面认可。下图为一大型框架的柱排版图，供参考。

框架柱排版示意图  

2.2  斜撑的节点板放样方法 

按 1：1 照施工图绘制定位线，而后把梁柱的截面按正投影原理绘制出来，再根据标准件图中放样要求 1：1 放样（螺栓孔也放出），得出的节点板编好号，把放样出的节点板的拷贝到一个新建 CAD 文件标注尺寸，并标注放样得得斜撑角钢尺寸，并说明施工要求。如下图所示。 

2.3  柱脚板钻孔委托加工图绘制 

柱脚板的螺栓孔较大，需用专用大孔径钻床，如为现场预制加工，则必须委托专业厂家加工制作，委托单要提供加工图来交待详细尺寸及钻孔要求，加工图仅表示孔的定位尺寸、孔距、孔大小、柱脚板尺寸即可，如下图所示。

3  简捷的EXCEL排版技术 

利用 Tekla Structures 和 CAD 等软件深化和排版均需时长，同时要能熟练掌握上述软件的使用，且 Tekla Structures 自学比较难。但一般技术员均能使用 EXCEL办公，则可以拔完料后输入 EXCEL 按如下表格排版。

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